专利名称：制备碳化钙的等离子体煤转化反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属乙炔发生器领域，具体涉及一种制备碳化钙的等离子体煤转化反应器。
目前工业上制取碳化钙的方法均是采用传统方法制取。传统制取法是把原煤炼成焦碳和把石灰石煅烧成石灰即氧化钙作为制取碳化钙的原料，再经电弧炉熔炼而生成碳化钙。整个工艺过程要消耗大量的电能和损失大量的热能。例如美国专利U.S.4644557就是采用传统工艺法制取碳化钙，它的原料是煅烧后的氧化钙与焦碳，原料在反应炉中熔炼，但炉内燃烧区与周围温度差别较大，因而能量耗费大，热能消耗也较大。
本实用新型的目的在于提供一种节能，综合利用效果显著，污染少，封闭式结构的新型制备碳化钙的等离子体煤转化反应器。
本实用新型的技术方案如下本新型是制备碳化钙的等离子体煤转化反应设备，其主要依据为2000℃CaCO3＋C┈→CaC2＋CO＋CO2CaC2＋H2O┄→C2H2＋Ca(OH)2本实用新型由原料粉碎装置、等离子体煤转化反应室、气固分离装置三部分组成。原料粉碎装置为公用粉碎机，其粉碎粒度为100目－250目。等离子体煤转化反应室由等离子体喷枪、小反应室、骤冷装置、反应室、观察窗组成。煤转化反应室颈部安装有粉料喷嘴。反应室是不锈钢筒为外套的封闭式结构，内附有隔热层。等离子体喷枪安装在反应室的上端中央与小反应室同心。小反应室安装在反应室内壁顶部中央，与喷枪口相连接。骤冷装置为蛇形冷却铜水管，环绕式安装在煤转化反应室内壁上。反应室下部直径渐小成圆锥形，形成分离筒，底部中央开一出口，生成物碳化钙进入气固分离装置。
气固分离装置由公知的乙炔发生器、淋水设备、残渣收集器组成。
工作过程如下使用原煤和石灰石作为原料，将其粉碎至100目－250目，原料粉重量配比为煤石灰石为1.0－1.40.8－1.0，按粉料粒度选择送粉流量和压力0.02－0.1MPa／cm2，使粉料通过安装在反应室颈部的4－8个喷嘴直接射入到反应室中等离子体喷枪形成的等离子体流柱中。喷枪电压为100－150V，电流为400－500A，气量为2－4m3／h。反应室温度为2000－2500℃，反应时间为5毫秒以上。经裂解与合成反应可生成碳化钙。反应室排出的高温气固混合物经反应室下部的分离筒后，固体物从下口排出进入乙炔发生器，经淋水后可在乙炔发生器中生成乙炔气。混合气体经排气管排出，它可直接推动燃气发电机发电，商用等用途。反应生成的高温气固混合物经过蛇形骤冷装置可急骤冷却，以防止逆反应发生。
本实用新型的优点为1.可直接把煤和石灰石材料作为原料，减少了炼焦和煅烧的中间过程，简化了工艺。2.反应区控制在等离子体弧焰中，充分利用了等离子体高温、高反应速率的特点，大大节省了能源。3.设备是封闭式的，因此对环境污染小，有利于环境保护。4.综合利用效果显著，气固分离后，固体部分用于制造乙炔气，气体部分可直接用于推动燃气发电机或商用。5.降低了成本，扩大了煤的利用深度。6.装置体积小，简单易造，易于推广。
本实用新型有如下附图
图1等离子体煤转化反应器正视图图2工作流程图图中1为等离子体喷枪，2为粉料喷嘴，3为观察窗，4骤冷装置，5为不锈钢外套，6为不锈钢内壁，7为气固分离筒，8为固体物出口，9为排气管，10为反应室，11为小反应室，图2中12为原料，13为粉碎装置，14为等离子体煤转化反应器，15为固气分离装置，16为储气罐，气体供燃气发电机或商用，17为乙炔发生器。
实施例本实用新型的原料粉碎装置13采用已知粉碎机，要求其粉碎粒度为100－250目，等离子体煤转化反应室由不锈钢内壁6、不锈钢外套5做成圆筒形，内外壁之间安装有骤冷装置4，即蛇形冷却铜水管，在不锈钢外套5外安装有圆筒形金属板外壳，它与外套5之间填充有保护材料，在反应室10下部圆筒直径渐小，形成固气分离装置15，即分离筒7，在筒的底部有一固体物出口8，排气管9与反应室10相连，气体部分由此排出，在反应室颈部侧面安装有4个粉料喷嘴2，要求送粉流量压力为0.08MPa／cm2。等离子体喷枪1安装在反应室10的上端中央与小反应室11同心，喷枪电压为120V，电流450A，气量为2m3／h。小反应室11安装在煤转化反应室顶部中央，与喷枪口相接。固体物出口8与乙炔发生器17相连，制造乙炔气。排气管9与储气罐16连接，气体供燃气发电等用。
权利要求1.一种制备碳化钙的等离子体煤转化反应器包括原料粉碎装置(13)、乙炔发生器(17)、储气罐(16)、金属外壳、观察窗(3)、排气管(9)、固体物出口(8)，其特征在于煤转化反应室颈部安装有粉料喷嘴(2)，等离子体喷枪(1)安装在反应室(10)的上端中央与小反应室(11)同心，小反应室(11)安装在反应室(10)内壁顶部中央与喷枪口相连接，骤冷装置(4)环绕式安装在煤转化反应室不锈钢内壁(6)上，反应室(10)下部直径渐小，成圆锥形，形成气固分离筒(7)，反应室(10)底部中央开一出口为固体物出口(8)。
2.根据权利要求1所述的制备碳化钙的等离子体煤转化反应器，其特征在于等离子体喷枪(1)的额定电压为100－150V，电流为400－500A，气量为2－4m3／h。
3.根据权利要求1所述的制备碳化钙的等离子体煤转化反应器，其特征在于粉料喷嘴(2)安装在反应室颈部侧面4－8个，送粉流量压力为0.02－0.1MPa／cm2。
4.根据权利要求1所述的制备碳化钙的等离子体煤转化反应器，其特征在于骤冷装置(4)为环绕在不锈钢内壁(6)上的蛇形铜冷却水管。
专利摘要一种用等离子体使煤和石灰石生成碳化钙或乙炔的装置，由原料粉碎系统、等离子体煤转化反应室、气固分离系统组成。本装置充分利用了等离子体高温、高反应速率的特点，使煤和石灰石在装置中直接反应生成碳化钙，减少了原煤炼焦和石灰石煅烧这一中间工艺过程。本装置能量综合利用效率高，可连续生产，自动控制产品，成本比传统工艺产品成本低，装置体积小，简单易造，极易推广。
文档编号C01B31/00GK2185748SQ9420560
公开日1994年12月21日 申请日期1994年3月30日 优先权日1994年3月30日
发明者王忠义, 金宗君 申请人:核工业西南物理研究院